限流器和氣體壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及應用于氣體壓縮機（4)的活塞(2)和氣缸（3)之間的軸承構型中的限流器（1)。這樣的氣體壓縮機（4)至少包括在外部圍繞氣缸(3)的襯墊（5)。此外，該氣體壓縮機（4)至少還包括內(nèi)腔（6)，其布置在襯墊（5)和氣缸（3)之間、由活塞（2)在氣缸（3)內(nèi)施加的壓縮運動所產(chǎn)生的排出流來供給流體。此外，該氣體壓縮機（4)還至少包括使外部活塞壁（2)和內(nèi)部氣缸壁（3)分開的軸承構型間隙（7)。此外，氣體壓縮機（4)還至少包括設有使內(nèi)腔（6)與軸承構型間隙（7)流體地關聯(lián)的殼體（12)的限流器（1)。這種限流器(1)至少包括多孔元件（8)，其關聯(lián)到殼體（12)，至少設有限流器部分，該限流器部分設有定尺寸；成限制氣流從內(nèi)腔（6)流到軸承構型間隙（7)的'孔隙率。本發(fā)明還涉及多孔元件（8)和殼體（12)；之間存在的密封，多孔元件（8)和氣體壓縮機（4)I的過濾特征包括上述限流器（1)。)
【專利說明】限流器和氣體壓縮機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及構造成提供對在用于氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的軸承構型中的氣流的限制和/或控制的限流器。
[0002]本發(fā)明還涉及包括至少一個如上所述的限流器的氣體壓縮機。

【背景技術】
[0003]目前，使用由電動馬達驅(qū)動的活塞(柱塞)和氣缸組件來應用于制冷裝備(諸如家用/商用/工業(yè)用制冷器、冷凍器和空調(diào)器)的氣體壓縮機中是非常普遍的。
[0004]在這些類型的壓縮機中，電動馬達驅(qū)動活塞，活塞又在氣缸內(nèi)部沿軸向前后運動，以便相繼地對氣體壓縮和去壓。通常，氣體排出和吸入閥定位在氣缸蓋中，氣體排出和吸入閥分別調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)的低壓氣體入口和高壓氣體出口。這樣，壓縮機氣缸內(nèi)的活塞的軸向運動執(zhí)行由吸入閥接納的氣體的壓縮，提高其壓力，以便提供通過排出閥到高壓區(qū)的氣流方向。
[0005]這種類型的氣體壓縮機中觀測到的一個技術挑戰(zhàn)是避免活塞和氣缸之間的直接接觸。因此，由于活塞和氣缸之間的相對運動，需要供布置在這兩個部件之間的間隙中的流體流過的活塞軸承構型，這避免所述活塞軸承構型過早磨損?；钊蜌飧字g存在流體還提供了它們之間摩擦的減小，這允許壓縮機的機械損失減小。
[0006]線性壓縮機通常使用被稱為空氣靜力學軸承構型的一種軸承構型，其包括在活塞與氣缸之間實施氣墊，從而避免了活塞與氣缸之間的接觸。相對于其它類型的軸承構型，使用空氣靜力學軸承構型是有利的，因為考慮到氣體具有比油更低的粘性摩擦系數(shù)，該軸承構型耗散的能量更小，這有助于更好的壓縮機效率。使用氣體本身作為潤滑流體的另一額外的優(yōu)點包括不需要使用油泵送系統(tǒng)。
[0007]應當注意，用于軸承構型的氣體可包括由壓縮機泵送且用于制冷系統(tǒng)中的氣體的一部分，在被壓縮后，該氣體被轉(zhuǎn)向活塞和氣缸之間存在的間隙，從而形成避免活塞和氣缸之間接觸的氣墊。這樣，觀察到軸承構型中使用的全部氣體表現(xiàn)出了壓縮機效率的損失，因為壓縮氣體的主要功能是其直接應用于制冷系統(tǒng)中來生冷。這樣，用于軸承構型的所轉(zhuǎn)移的氣體體積部分必須盡可能小，以便避免顯著地影響壓縮機效率。
[0008]通常，為了獲得空氣靜力學軸承的高效作用，必須使用能夠限制從壓縮機的高壓區(qū)產(chǎn)生的壓縮氣流的限流器，使得活塞和氣缸之間的間隙中存在的氣體壓力更小且適用于該應用。換言之，這樣的限制目的是通過從壓縮機的高壓區(qū)產(chǎn)生的壓縮氣流限制而允許減小或者控制軸承構型區(qū)域中的壓力。
[0009]已經(jīng)開發(fā)了若干種結構構造，以便允許實施限流器來在軸承構型區(qū)域中提供壓力減小。
[0010]例如，美國專利6，901，845描述了一種限流器，其包括多孔介質(zhì)，其中，多孔帶與壓縮環(huán)一起使用。這種類型的構造的缺點包括需要精確地制造壓縮環(huán)，除了難以控制尺寸之外，這會提高生產(chǎn)過程的成本。
[0011]美國專利6，293，184公開了一種由沿著氣缸外壁布置的微通道形成的限流器，該氣缸外壁與其中插入有所述氣缸的套筒一起形成關閉和隔離的通道，從而實現(xiàn)了多個限流器。類似于之前提到的專利，這種類型的構造的缺點包括需要精確地制造套筒，這會提高制造成本。該技術的另外的缺點源自于如下事實:這種類型的微通道容易由壓縮機中存在的顆粒或者污物阻塞，流動是必要的，確保流體在不帶有任何類型的污物的前提下達到限流器的過濾器，否則所述污物將會阻礙裝備正確地起作用。
[0012]國際專利申請W0/2008/055809描述了一種限流器，其包括布置在氣缸壁中的微孔，該微孔利用激光應用制造。同樣，微孔的制造要求高的精度，這可能對以有競爭力的市場成本來生產(chǎn)壓縮機來說是不利的。此外，可能發(fā)生微孔由存在于壓縮機中的顆粒或者污物阻塞。
[0013]因此，對氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的軸承構型中使用的氣流提供限制的令人滿意和高效的解決方案(其呈現(xiàn)良好的可靠性、性能、可應用性和低成本)還是未知的。
[0014]發(fā)明目的
本發(fā)明的第一目的包括以低成本提供一種多孔限流器，其構造成允許限制和/或控制用于氣體壓縮機的活塞與氣缸之間的軸承構型中的流/氣體壓力，減小或者避免所述氣體壓縮機的效率損失，以便獲得最優(yōu)的性能和作用。
[0015]本發(fā)明的第二目的包括推出一種多孔限流器，其能夠允許壓縮氣流的至少一部分轉(zhuǎn)向通過氣體壓縮機而用于其活塞和氣缸之間的軸承構型區(qū)域，而不會顯著地損害所述氣體壓縮機的效率。
[0016]本發(fā)明的第三目的包括提供一種多孔限流器，其能夠允許使用氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的軸承構型來限制氣流。
[0017]本發(fā)明的第四目的包括促進限流器的高效密封。
[0018]本發(fā)明的第五目的包括提供具有過濾氣體雜質(zhì)的能力的限流器。
[0019]本發(fā)明的第六目的包括提供一種氣體壓縮機，其包括根據(jù)上述目的中的任一個或它們的組合的多孔限流器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]實現(xiàn)本發(fā)明的第一、第二和/或第三目的的第一種方式是提供一種應用于氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的軸承構型中的限流器，該氣體壓縮機至少包括在外部圍繞氣缸的襯墊。此外，該氣體壓縮機還包括內(nèi)腔，其布置在襯墊和氣缸之間，并且通過由氣缸內(nèi)的活塞施加的壓縮運動引起的排出流供給流體。此外，該氣體壓縮機還包括分開外部活塞壁和內(nèi)部氣缸壁的軸承構型間隙。此外，該氣體壓縮機還包括設有殼體的限流器，所述殼體將內(nèi)腔流體地關聯(lián)到軸承構型間隙。這樣的限流器至少包括多孔元件，其關聯(lián)到殼體且至少設有限流器部分，限流器部分設有定尺寸成限制氣流從內(nèi)腔流到軸承構型間隙的孔隙率。
[0021]實現(xiàn)本發(fā)明的第一、第二和/或第三目的的第二種方式是提供一種應用于氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的軸承構型中的限流器。這樣的氣體壓縮機至少包括在外部圍繞氣缸的襯墊。此外，該氣體壓縮機至少還包括內(nèi)腔，其布置在襯墊和氣缸之間，通過由活塞在氣缸內(nèi)施加的壓縮運動而引起的排出流而供給流體。此外，該氣體壓縮機至少還包括將外部活塞壁和內(nèi)部氣缸壁分開的軸承構型間隙。此外，該氣體壓縮機至少還包括設有殼體的限流器，該殼體使內(nèi)腔與軸承構型間隙流體地關聯(lián)。這樣的限流器至少包括多孔元件，其關聯(lián)到殼體，至少設有設置有預先確定的孔隙率的限流器部分。所述多孔元件具有帶預先確定的面積的截面和預先確定的長度，其中，限流器部分的孔隙率和多孔元件的截面以及長度之間的關系構造成限制從內(nèi)腔最優(yōu)地流到軸承構型間隙的氣流。
[0022]本發(fā)明的第四目的通過提供一種應用于氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的空氣靜力學軸承構型中的限流器來實現(xiàn)，其中該限流器由殼體、限流元件和中間部件構成，中間部件包括能夠徑向地彎曲以用于密封的密封突片。
[0023]本發(fā)明的第五目的通過提供一種應用于氣體壓縮機的活塞和氣缸之間的空氣靜力學軸承構型中的限流器來實現(xiàn)，其中該限流器至少由殼體和多孔元件組成，多孔元件在其轉(zhuǎn)向氣體入口的一端包括這樣的區(qū)域:該區(qū)域具有優(yōu)于多孔元件本體的其余部分的截面積的表面積。
[0024]本發(fā)明的第六目的通過提供包括氣缸、能夠在該氣缸內(nèi)往復運動的活塞以及根據(jù)上述第一或者第二種方式的限流器的氣體壓縮機來實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面將參照附圖更詳細地闡述本發(fā)明，附圖中:
圖1表示作為本發(fā)明的目的的氣體壓縮機在其吸入閥處于打開狀態(tài)時的側切面圖，所述氣體壓縮機包括也作為本發(fā)明的目的的限流器的第一優(yōu)選實施例；
圖2表示圖1所示的氣體壓縮機在其吸入閥處于關閉狀態(tài)時的側切面圖；
圖3表示圖2的第一細節(jié)；
圖4表示圖2的第二細節(jié)；
圖5A表示本發(fā)明的限流器的第一優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖5B表示本發(fā)明的限流器的第二優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖5C表示本發(fā)明的限流器的第三優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖表示本發(fā)明的限流器的第四優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖5E表示本發(fā)明的限流器的第五優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖5F表示本發(fā)明的限流器的第六優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖5G表示本發(fā)明的限流器的第七優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖6A表示本發(fā)明的限流器的第八優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖6B表示本發(fā)明的限流器的第九優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖6C表示本發(fā)明的限流器的第十優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖6D表示本發(fā)明的限流器的第十一優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖6E表示本發(fā)明的限流器的第十二優(yōu)選實施例的側切面圖；
圖7A表示顯示了第一氣體流路的側切面圖；
圖7B表示顯示了第二氣體流路的側切面圖；
圖7C表示顯示了第三氣體流路的側切面圖；
圖7D表示顯示了第四氣體流路的側切面圖；
圖7E表示顯示了本發(fā)明的氣體流路的優(yōu)選構造的側切面圖；
圖8A表示本發(fā)明的多孔元件的第一優(yōu)選實施例的透視圖； 圖SB表示本發(fā)明的多孔元件的第二優(yōu)選實施例的透視圖；
圖9表示突出顯示限流器中的可變形封套的應用的側切面圖；
圖10表示包括可變形部件的多孔元件的優(yōu)選構造的透視圖；
圖11表示包括應用于氣缸中的可變形部件的多孔元件的側切面圖；以及圖12表示在多孔元件端部中限定了蓋和凹部的兩種結構變型。

【具體實施方式】
[0026]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的線性類型的氣體壓縮機4。
[0027]這樣的氣體壓縮機4至少包括活塞2、氣缸3和蓋13，該蓋定位在所述氣體壓縮機的頂部或者頂部部分中，并且與活塞2和氣缸3 —起形成了壓縮室16，由活塞2在氣缸3內(nèi)進行的振蕩的軸向運動在壓縮室16中提供氣體壓縮。
[0028]如可從圖1中看到，氣體壓縮機4還設有定位在蓋13中的至少一個吸入閥14和一個排出閥15，它們調(diào)節(jié)壓縮室16的氣體入口和出口。氣體壓縮機4還設有促動器17，其與線性馬達關聯(lián)并且能夠促動活塞2。
[0029]換言之，由所述線性馬達驅(qū)動的活塞2具有開展備選的線性運動的功能，這允許活塞2在氣缸3內(nèi)運動，以便提供通過吸入閥14接納的氣體的壓縮作用直至所述氣體可通過排出閥15排出到高壓側的程度。
[0030]氣體壓縮機4還設有定位在罩18中的排出通路20和吸入通路19，它們使氣體壓縮機4與制冷系統(tǒng)的其它部件、部分和構件連接。
[0031]此外，氣體壓縮機4至少還包括在外部圍繞氣缸3的襯墊5。
[0032]此外，氣體壓縮機4至少包括內(nèi)腔6，其布置在襯墊5和氣缸3之間，并且由活塞2在氣缸3內(nèi)施加的壓縮運動而引起的排出流來供給流體。內(nèi)腔6由氣缸3的外徑和襯墊5的內(nèi)徑形成。
[0033]另外，氣體壓縮機4至少包括隔開外部活塞壁2和內(nèi)部氣缸壁3的軸承構型間隙7，如圖1中可見。用于軸承構型的氣體優(yōu)選包括由氣體壓縮機4泵送且用于制冷系統(tǒng)中的氣體。該壓縮氣體通過聯(lián)結通道22從排出室21轉(zhuǎn)移到內(nèi)腔6。
[0034]氣體壓縮機4至少包括限流器1，這也是本發(fā)明的一個目的，所述限流器設有使內(nèi)腔6與軸承構型間隙7流體地關聯(lián)的殼體12。殼體12的形狀可為大致圓柱形、大致錐形或者大致 “T” 形(見圖 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 6A, 6B, 6C, 6D 和 6E)。
[0035]如上所述，限流器I的功能是要在氣體壓縮機4的活塞2和氣缸3之間提供軸承構型。換言之，布置在內(nèi)腔6 (高壓區(qū)域)和軸承構型間隙7之間的限流器I能夠控制軸承構型區(qū)域中的壓力以及限制氣流。
[0036]從圖2、3和4中，可以理解本發(fā)明的空氣靜力學軸承的作用方式。通過聯(lián)結通道22連接到排出室21的內(nèi)腔6提供具有排出壓力Pd的氣體，所述氣體向限流器I供給。通過經(jīng)過限流器1，該氣體損失壓力，從而在軸承構型間隙7中形成中間壓力Pi氣墊。這是支承活塞2且避免其接觸內(nèi)部氣缸壁3的壓力。最后，氣體從軸承構型間隙7離開，達到對應于氣體壓縮機4的吸入壓力Ps的低壓力。
[0037]當對活塞2施加一些軸向作用力以便更靠近氣缸壁3以及因此更靠近限流器I時，該區(qū)域中的軸承構型間隙7減小(圖3:細節(jié)A)。軸承構型間隙7的減小導致了如下區(qū)域中的氣流的負載損失的增大，在該區(qū)域中，氣流在活塞2和氣缸3之間流動。負載損失的該增大導致穿過限流器I以及穿過限流器I附近的區(qū)域中的軸承構型間隙7的氣流排出減小。排出的減小導致氣流速度的減小，這又會導致限流器I中負載損失的減小。穿過限流器I的氣流的負載損失的該減小允許到達限流器區(qū)域I中的軸承構型間隙7的氣體達到比中間壓力Pi更高的壓力Pi’。壓力的該升高會起作用，以便避免活塞2在限流器區(qū)域I中更加靠近氣缸壁3，從而避免活塞2和氣缸3之間的接觸。
[0038]另一方面，在相對的軸承構型間隙區(qū)域7 (圖4:細節(jié)B)中，活塞2從氣缸壁3以及從限流器I撤回。軸承構型間隙7的增大導致間隙區(qū)域中的氣流的負載損失減小，從而增大穿過間隙和限流器I的氣體排出。氣流速度的增大提高了限流器I中的氣流負載損失，這會導致氣體以比中間壓力Pi更低的壓力Pi’ ’到達限流器區(qū)域I中的軸承構型間隙
7。限流器區(qū)域I中的該中間壓力減小起作用以便重新建立軸承的力平衡，從而避免活塞2在氣缸3的相對的區(qū)域中靠著壁接觸。
[0039]限流器I包括至少一個多孔元件8，其關聯(lián)到殼體12，所述多孔元件至少設有限流器部分，該限流器部分設有定尺寸成限制氣流從內(nèi)腔6流到軸承構型間隙7的孔隙率。優(yōu)選的是，限流器部分位于殼體12內(nèi)。這樣，氣體穿過多孔元件8而朝向軸承構型間隙7，從而形成避免活塞2和氣缸3之間的接觸的氣墊。
[0040]要注意，通過穿過多孔元件8，氣體可具有灰塵顆?；蛘呶畚?，它們傾向于積聚在多孔元件8的頂部側中，因為所述頂部側是與這樣的殘留物發(fā)生接觸的第一個區(qū)域。因此，接觸氣體的該第一部分最終積聚了這樣的殘留物，從而鎖止了通過該結構的氣體通路，干涉氣體限流，且最終干涉其壽命周期。
[0041]然而，該問題可通過這樣的構造來解決:在該構造中，多孔元件8在其上部部分中設有用來接觸氣體的較大區(qū)域，因此將殘留物分配通過該區(qū)域，以便延長其壽命周期。這種解決方案的優(yōu)選構造可見于圖12中，其公開了一種設有多孔元件8的限流器1，多孔元件8設有頭部26，與多孔元件本體8的其余部分相比，該頭部具有更大的截面。因此，該頭部26將用作存在于氣體中的雜質(zhì)的過濾器，以便延長限流器I的壽命周期，亦即，限流器I在其由雜質(zhì)阻塞之前將運行更長時間。
[0042]在第二優(yōu)選構造中，圖12顯示了多孔元件8，其設有凹部27 (“漏斗”形狀)，以便增大將保持首先與氣流接觸的多孔元件8的頂端的表面積，且這樣，所述凹部將是用作針對氣體雜質(zhì)的過濾元件的第一區(qū)域。當然，可使用其它解決方案來增大多孔元件8中的氣體入口區(qū)域中的頂部接觸面積。
[0043]應當注意，用于軸承構型中的所有氣體表示壓縮機的效率損失，因為氣體的第一和最主要的功能是將被傳送到制冷系統(tǒng)中，以及提供溫度降低。這樣，所轉(zhuǎn)移的用于軸承構型的氣體必須盡可能最少，以便不損害壓縮機效率。鑒于此，多孔元件限流器部分8的孔隙率被設計為具有預先確定的孔隙率，且此外，該多孔元件8被設計為具有截面以及還有預先確定的長度，其中孔隙率、限流器部分的截面積和多孔元件8的長度之間的關系被構造成限制氣流從內(nèi)腔6最優(yōu)地流到軸承構型間隙7。優(yōu)選的是，多孔元件8的孔隙率在10%和30%之間變化。多孔元件8的截面和長度可根據(jù)將要實現(xiàn)的優(yōu)選實施例而有所不同，如在圖5A，5B，5C，5D，5E，5F，5G，6A，6B，6C，6D 和 6E 中可見的。
[0044]換言之，考慮到施加在穿過多孔元件8的氣流上的負載損失與孔隙率同其長度和直徑的關系成比例，所述多孔元件8可確定尺寸，從而改變該量級關系。對于確定的長度，孔隙率越高，施加在氣流上的限制就越低?？紤]同樣的孔隙率，對于確定的內(nèi)徑，長度越大，對氣流的限制就越大，反之亦然。參照截面的增大，該關系還可被校驗。根據(jù)變量(孔隙率、橫向于氣流的面積以及長度)的這種關系，人們可得到關于氣體壓縮機4的任何軸承的必要的負載損失。
[0045]例如，考慮到活塞2在處于其上死點時會由于壓縮室16中存在的高壓而遭受支承損失，與氣缸3的下部中存在的軸承相比，期望氣缸3的該區(qū)域的軸承提供更大的氣體排出。在這種情況下，可能在上述變量其中之一中起作用，以便實現(xiàn)安裝在最靠近吸入閥14和排出閥15的區(qū)域中的限流器I中的更大的排出。
[0046]例如，多孔元件8可包括可通過能夠確保必要的孔隙率特征的任何工藝來獲得的陶瓷、金屬或者其它多孔材料。可用的許多材料其中之一是不銹鋼。
[0047]多孔元件8可呈現(xiàn)任何形狀，其中，在優(yōu)選構造中，其可具有大致圓柱形形狀，這將很好地適合于對氣缸壁3鉆孔的簡單工藝獲得的殼體12。
[0048]因此，可使用若干殼體12和多孔元件8幾何結構，以便使得安裝成為可能以及方便安裝，從而確保多孔元件8相對于氣缸2的正確定位。圖5A，5B, 5C，5D，5E，5F和5G顯示了第一，第二，第三，第四，第五，第六和第七優(yōu)選構造，其中，通過殼體12和氣缸3中的干涉而發(fā)生多孔元件8的附連。備選地，多孔元件8可擰入殼體12中(未顯示)。
[0049]如可在圖5B中所示的優(yōu)選實施例(第二優(yōu)選實施例)中看到的，殼體12可具有轉(zhuǎn)向內(nèi)腔6的缺口端，這使得插入多孔元件8更加容易。
[0050]殼體12和多孔元件8 (圖5C)可平行或者為錐形(圖5A和5C)，殼體12可提供交錯的孔口(圖OT)，從而提供較小的直徑來相對于氣缸3限制和沿軸向定位多孔元件8。在另一種優(yōu)選構造中，殼體8可具有用于同樣的定位功能的凸輪(圖5E)。注意，同樣，由利用商用鉆頭進行鉆孔得到的孔而產(chǎn)生的殼體12的形狀可用來定位多孔元件8 (圖5F)。
[0051]繼而，多孔元件8到氣缸3中的附連必須確保多孔元件和殼體12的壁之間的密封，這樣使得氣體穿過多孔介質(zhì)且因此經(jīng)受空氣靜力學軸承起作用所必須的壓力降。必須避免氣體通過多孔元件8和氣缸壁3之間的最終間隙而傳過，至少避免大量氣體傳過。注意，由多孔元件8提供的限流太強，因此，多孔元件8的或者殼體12的表面中的任何間隙或者缺陷都可導致氣流轉(zhuǎn)向和負載損失降低。
[0052]圖7A，7B，7C和7D顯示了在多孔元件8和殼體12之間存在間隙時氣體的優(yōu)選路徑。在這些情況下，由于氣流轉(zhuǎn)向所引起的負載損失的降低，發(fā)生氣體排出的增大，除了降低壓縮機4效率之外，這還會使空氣靜力學軸承的運行處于危險中。圖7E顯示了本發(fā)明的氣流應當如何發(fā)生(也就是說，氣體應當如何穿過多孔元件8的整個截面)的實例，因為只有這樣才能實現(xiàn)軸承中的需要的排出。
[0053]多孔元件8必須通過確保氣缸3中的多孔元件8和殼體壁12之間的密封的任何解決方案而與殼體12關聯(lián)。這樣的結構構造的一些實例示于圖6A，6B，6C，6D和6E中。除了已經(jīng)提到的可能性(干涉或者螺紋連接)，多孔元件8至殼體12的附連可通過膠粘來實現(xiàn)，其中，可推薦的是使用具有這樣的粘性的膠:使得所述膠不會通過毛細作用而滲過多孔元件8，(通過毛細作用而滲過多孔元件的)這種情況會縮短多孔元件的壽命周期或者甚至損害其功能。
[0054]這樣，多孔元件8可在其全部體積中設有大致相同的孔隙率(見圖8A)，或者為了便于可能通過膠粘來附連，多孔元件8可設有兩種不同的孔隙率，即，其外部區(qū)域中的較小的孔隙率和其內(nèi)部區(qū)域中的較大的孔隙率(見圖SB)。
[0055]在雙孔隙率的情況下，可能具有例如在10%和30%之間變化的內(nèi)部孔隙率，和少于6%的外部孔隙率。注意，具有設有雙孔隙率的多孔元件8的目的是阻礙用于密封的膠或者粘合物滲過多孔元件8的內(nèi)部，即其功能部分。
[0056]在第八優(yōu)選構造中，圖6A顯示了多孔元件8被插入密封襯套11 (例如，其可由塑料、熱縮性塑料制成)中，所述組件借助于之后的膠粘或者藉由在氣缸3殼體12中的干涉插入而位于所述殼體12中。
[0057]圖6B顯示了具有類似的解決方案的第九優(yōu)選構造，其中，在這種情況下，多孔元件8插入密封襯套11中，該組件稍后被插入錐形孔中，使得密封襯套11根據(jù)殼體12而變形，因此保持附連在其中。
[0058]此外，圖9公開了用于密封限流器I的另一種方式，其可包括與該限流器I 一起插入殼體12中的可變形封套29。在插入之后，進行可變形封套29的塑性變形。該變形能夠填充存在于由可變形封套29和殼體12的組件形成的界面之間以及可變形封套29和多孔元件8之間的任何微小的間隙。這樣的變形可由工具28引起，工具28在其一端中包括類似于封套29所占據(jù)的間隙的區(qū)段(例如，管形的)，以便對所述封套加壓，從而使其變形。作為額外的結果，注意到，壓縮可變形封套29將使得其布置在多孔元件8的頂側下方。這樣，多孔元件8的其本身沒有被可變形封套29包圍的頂部部分將增大會用作氣體中的現(xiàn)存殘留物的過濾元件的區(qū)域。
[0059]注意，該可變形封套29可由從最大壓力極限塑性地變形的任何類型的材料制成，諸如金屬，復合物或者聚合體材料。所應用的材料之一可為durepoxi?類型的可變形的物質(zhì)，在應用工藝后，其可經(jīng)歷固化步驟，該固化步驟構造成向可變形封套的緊密形態(tài)賦予硬度。
[0060]一種額外形式的密封可包括設置在多孔元件8其中一個端部中的密封突片25(見圖10)。額外形式的密封優(yōu)選但不強制地要求多孔元件8為雙孔隙率的(諸如之前所述以及圖8B中公開的)。此外，必要的是，與多孔元件本體8的其余部分的截面相比，密封突片25具有更大的截面，且同時，所述密封突片必須包括布置在其內(nèi)部的徑向凹槽24。注意，徑向凹槽24必須轉(zhuǎn)向氣流入口，使得在多孔元件8靠著殼體12受壓時，該密封突片25向內(nèi)彎曲，從而引起密封。
[0061]備選地，代替設有雙孔隙率的之前實例的多孔元件8，其還可以是設有具有彈性特征的(聚合體/彈性體型的)材料的外層的多孔元件8。因此，不是密封突片25朝向多孔元件8的中心徑向地變形(如之前的實例中的)，氣流的壓力將促進密封突片25朝向殼體12的彈性和徑向彎曲，從而引起密封。
[0062]注意，包括密封突片25的該限流器I可插入殼體12中，其中對應于可變形部件25的一側轉(zhuǎn)向內(nèi)腔6或者轉(zhuǎn)向軸承構型間隙7 (見圖3)，其中，殼體12可針對這兩種布置中的任一種來構造。
[0063]多孔元件8在氣缸3的殼體12中的附連還可通過多孔元件8和殼體12之間的簡單的相互作用來實現(xiàn)。為此，多孔元件8必須具有這樣的塑性:使得將允許所述多孔元件經(jīng)受大致外部和部分變形，以便使得其自身容納在殼體12內(nèi)。注意，破裂的可能性是這些技術中存在的很大的困難之一，因為由于這樣的元件的較低的彈性極限，限流器脆性破裂的可能性可在附連期間發(fā)生。為此，可使用金屬多孔元件8，因為正如已知的那樣，金屬具有遠遠優(yōu)于陶瓷材料的塑性變形能力的塑性變形能力。
[0064]優(yōu)選的是，氣缸3的給定數(shù)據(jù)截面中的至少三個限流器I以及氣缸3中的限流器I的至少兩個截面在氣體壓縮機4中實施，以便維持活塞2在氣缸3內(nèi)的平衡。此外，限流器I定位成使得即便是活塞2進行振蕩運動，它們也絕不會露出，也就是說，活塞2不會離開限流器I的促動區(qū)域。
[0065]優(yōu)選的是，多孔元件8是大致圓柱形的，且具有帶大致圓形形狀的截面，因為殼體12制作可通過簡單和不昂貴的工藝(諸如鉆孔)來完成。當然，多孔元件8可呈現(xiàn)其它截面形式。
[0066]還優(yōu)選的是(分別在圖5A, 5B, 5D, 5E,6A,6B和6D中所不的第一，第二，第四，第六，第八，第九，和第十一優(yōu)選實施例)，多孔元件8具有大致“ I ”形的輪廓(換言之，圓柱形)。
[0067]備選地，根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例，多孔元件8具有大致錐形輪廓，如圖5C中所示的。
[0068]在分別在圖5E、6C和6E中所示的本發(fā)明的第四、第十和第十二個優(yōu)選實施例中，多孔元件8具有大致“T”形狀。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例，多孔元件8包括構造成大致錐形形狀的末端部件23，該末端部件23能夠在殼體12中反轉(zhuǎn)，如圖5F中可見。這種錐形形狀使得插入限流器I更簡單，從而密封更容易。
[0070]根據(jù)在6C、6D和6E中示出的本發(fā)明的第十、第十一和第十二優(yōu)選實施例，限流器I包括布置在殼體12內(nèi)的密封環(huán)10，該密封環(huán)10徑向地圍繞多孔元件8的至少一部分。優(yōu)選的是，密封環(huán)10包括O型環(huán)類型的環(huán)。多孔元件8必須保持確保其側面的密封的接觸，其中，在這種情況下，可使用膠或者通過干涉進行的安裝。
[0071]這樣，根據(jù)圖5A中所示的本發(fā)明的限流器I的第一實施例，多孔元件8可具有與氣缸壁3的厚度大小相同的長度，但是所述多孔元件可更短或者更長的長度，或者甚至具有比其外徑(假定為圓盤形狀)更小的長度。
[0072]因此，為了確保所述多孔元件8的外壁和殼體12的內(nèi)壁之間的密封，本發(fā)明提供了若干種附連多孔元件8的方法，使得氣體經(jīng)過多孔元件8的多孔部分，以經(jīng)受使空氣靜力學軸承起作用所必須的壓降。換言之，針對多孔元件8和氣缸壁3之間的最終間隙，本發(fā)明允許氣體不穿過。簡言之，如上所述的在圖5A到6E中所示的優(yōu)選實施例顯示了確保多孔元件8在殼體12中的附連和密封的不同方式，其中，它們可根據(jù)上述優(yōu)選實施例中的任一個或任何組合來執(zhí)行。
[0073]雖然已經(jīng)描述了優(yōu)選實施例的實例，但必須理解，本發(fā)明的范圍包括其它可行的變型，僅僅受權利要求的實質(zhì)內(nèi)容限定，其中包括了可行的等效物。
【權利要求】
1.一種應用于氣體壓縮機(4)的活塞(2)和氣缸(3)之間的軸承構型中的限流器，所述氣體壓縮機(4)至少包括: -在外部圍繞所述氣缸(3)的襯墊(5)； -布置在所述襯墊(5)和所述氣缸(3)之間的內(nèi)腔(6)，所述內(nèi)腔(6)由所述活塞(2)在所述氣缸(3)內(nèi)施加的壓縮運動所引起的排出流來供給流體； -使外部活塞壁(2)和內(nèi)部氣缸壁(3)分開的軸承構型間隙(7);和 -設有殼體(12 )的限流器(I)，所述殼體使所述內(nèi)腔(6 )與所述軸承構型間隙(7 )流體地關聯(lián)， 所述限流器(I)的特征在于，所述限流器(I)至少包括與所述殼體(12)關聯(lián)的多孔元件(8)，所述多孔元件(8)至少設有限流器部分，該限流器部分設有定尺寸成限制氣流從所述內(nèi)腔(6 )流到所述軸承構型間隙(7 )的孔隙率。
2.根據(jù)權利要求1所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)位于所述殼體(12)內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)在其周邊部分中包括一區(qū)域，該區(qū)域的孔隙率劣于所述限流器部分的孔隙率。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)設有至少一個大致圓形截面。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)具有大致“I”形的輪廓。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)具有大致錐形輪廓。
7.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)具有大致“T”形的輪廓。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述限流器至少包括布置在所述殼體(12)內(nèi)的密封環(huán)(10)，所述密封環(huán)(10)徑向地圍繞所述多孔元件(8)的至少一部分。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述限流器包括布置在所述殼體(12 )內(nèi)的密封襯套(11 )，所述密封襯套(11)徑向地和縱向地圍繞所述多孔元件(8 )的至少一部分。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)通過干涉配合與所述殼體(12)關聯(lián)。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)通過膠粘與所述殼體(12)關聯(lián)。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的限流器，其特征在于，所述殼體(12)具有轉(zhuǎn)向所述內(nèi)腔的缺口端。
13.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的限流器，其特征在于，所述殼體(12)是大致圓柱形的。
14.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的限流器，其特征在于，所述殼體(12)是大致錐形的。
15.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的限流器，其特征在于，所述殼體(12)是大致“T”形的。
16.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的限流器，其特征在于，所述殼體(12)是大致錐形的。
17.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述限流器包括布置在所述殼體(12)內(nèi)的可變形封套(29)，所述可變形封套(29)徑向地和縱向地圍繞所述多孔元件(8)，所述可變形封套能夠通過在所述殼體(12)中的塑性變形而促進密封。
18.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述限流器包括布置在所述多孔元件(8 )的其中一個端部中的密封突片(25 )，所述密封突片(25 )包括設有徑向凹槽(24)的可變形部件，所述可變形部件能夠通過其彎曲而促進密封。
19.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的限流器，其特征在于，所述多孔元件(8)在其轉(zhuǎn)向所述內(nèi)腔(6)的端部中包括一區(qū)域，該區(qū)域設有優(yōu)于所述多孔元件本體(8)的其余部分的截面積的表面積。
20.一種應用于氣體壓縮機(4)的活塞(2)和氣缸(3)之間的空氣靜力學軸承構型中的限流器，所述氣體壓縮機(4)至少包括: -在外部圍繞所述氣缸(3)的襯墊(5)； -布置在所述襯墊(5)和所述氣缸(3)之間的內(nèi)腔(6)，所述內(nèi)腔(6)由所述活塞(2)在所述氣缸(3)內(nèi)部施加的壓縮運動所產(chǎn)生的排出流來供給流體； -將外部活塞壁(2)和與內(nèi)部氣缸壁(3)分開的軸承構型間隙(7);和 -設有使所述內(nèi)腔(6 )與所述軸承構型間隙(7 )流體地關聯(lián)的殼體(12 )的限流器(I)， 所述限流器(I)的特征在于，所述限流器(I)至少包括與所述殼體(12)關聯(lián)的多孔元件(8)，所述多孔元件(8)至少設有限流器部分，該限流器部分設有預先確定的孔隙率，所述多孔元件(8)具有帶預先確定的面積的截面且具有預先確定的長度，其中，所述孔隙率與所述限流器部分的截面和所述多孔元件(8)的長度之間的關系構造成限制氣流從所述內(nèi)腔(6)最優(yōu)地流到所述軸承構型間隙(7)。
21.一種應用于氣體壓縮機(4)的活塞(2)和氣缸(3)之間的空氣靜力學軸承構型中的限流器，其特征在于，所述限流器(I)由殼體(12)、限流元件和包含能夠徑向地彎曲以進行密封的密封突片(25)的中間部件組成。
22.—種應用于氣體壓縮機(4)的活塞(2)和氣缸(3)之間的空氣靜力學軸承構型中的限流器，其特征在于，所述限流器(I)至少由殼體(12)和多孔元件(8)組成，所述多孔元件(8)在其轉(zhuǎn)向氣體入口的端部中包括一區(qū)域，該區(qū)域具有優(yōu)于所述多孔元件本體(8)的其余部分的截面積的表面積。
23.一種氣體壓縮機(4)，所述氣體壓縮機至少包括: -氣缸(3)； -能夠在所述氣缸(3)內(nèi)往復運動的活塞(2)； -在外部圍繞所述氣缸(3)的襯墊(5)； -布置在所述襯墊(5)和所述氣缸(3)之間的內(nèi)腔(6)，所述內(nèi)腔(6)由所述活塞(2)在所述氣缸(3)內(nèi)施加的壓縮運動所產(chǎn)生的排出流來供給流體； -使外部活塞壁(2)與內(nèi)部氣缸壁(3)分開的軸承構型間隙(7);以及 -設有使所述內(nèi)腔(6 )與所述軸承構型間隙(7 )流體地關聯(lián)的殼體(12 )的限流器(I)，所述氣體壓縮機(4)的特征在于，所述限流器(I)至少包括與所述殼體(12)關聯(lián)的多孔元件(8)，所述多孔元件(8)至少設有限流器部分，該限流器部分設有定尺寸成限制氣流從所述內(nèi)腔(6)流到所述軸承構型間隙(7)的孔隙率。
【文檔編號】F04B35/04GK104220752SQ201280067211
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權日:2011年11月16日
【發(fā)明者】H.布雷格曼梅勒, D.E.B.利利伊 申請人:惠而浦股份公司